九之再续 教你一步一步用c语言实现sift算法 下

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                      教你一步一步用c语言实现sift算法、下

作者：July、二零一一年三月十二日
出处：http://blog.youkuaiyun.com/v_JULY_v。
参考：Rob Hess维护的sift 库
环境：windows xp+vc6.0
条件：c语言实现。
说明：本BLOG内会陆续一一实现所有经典算法。
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本文接上，教你一步一步用c语言实现sift算法、上，而来：
函数编写
    ok，接上文，咱们一个一个的来编写main函数中所涉及到所有函数，这也是本文的关键部分：

[cpp] view plain copy print ?

1. //下采样原来的图像，返回缩小2倍尺寸的图像  
2. CvMat * halfSizeImage(CvMat * im)   
3. {  
4.  unsigned int i,j;  
5.  int w = im->cols/2;  
6.  int h = im->rows/2;   
7.  CvMat *imnew = cvCreateMat(h, w, CV_32FC1);  
8.    
9. #define Im(ROW,COL) ((float *)(im->data.fl + im->step/sizeof(float) *(ROW)))[(COL)]  
10. #define Imnew(ROW,COL) ((float *)(imnew->data.fl + imnew->step/sizeof(float) *(ROW)))[(COL)]  
11.  for ( j = 0; j < h; j++)   
12.   for ( i = 0; i < w; i++)   
13.    Imnew(j,i)=Im(j*2, i*2);  
14.   return imnew;  
15. }  
16.   
17. //上采样原来的图像，返回放大2倍尺寸的图像  
18. CvMat * doubleSizeImage(CvMat * im)   
19. {  
20.  unsigned int i,j;  
21.  int w = im->cols*2;  
22.  int h = im->rows*2;   
23.  CvMat *imnew = cvCreateMat(h, w, CV_32FC1);  
24.    
25. #define Im(ROW,COL) ((float *)(im->data.fl + im->step/sizeof(float) *(ROW)))[(COL)]  
26. #define Imnew(ROW,COL) ((float *)(imnew->data.fl + imnew->step/sizeof(float) *(ROW)))[(COL)]  
27.    
28.  for ( j = 0; j < h; j++)   
29.   for ( i = 0; i < w; i++)   
30.    Imnew(j,i)=Im(j/2, i/2);  
31.     
32.   return imnew;  
33. }  
34.   
35. //上采样原来的图像，返回放大2倍尺寸的线性插值图像  
36. CvMat * doubleSizeImage2(CvMat * im)   
37. {  
38.  unsigned int i,j;  
39.  int w = im->cols*2;  
40.  int h = im->rows*2;   
41.  CvMat *imnew = cvCreateMat(h, w, CV_32FC1);  
42.    
43. #define Im(ROW,COL) ((float *)(im->data.fl + im->step/sizeof(float) *(ROW)))[(COL)]  
44. #define Imnew(ROW,COL) ((float *)(imnew->data.fl + imnew->step/sizeof(float) *(ROW)))[(COL)]  
45.    
46.  // fill every pixel so we don't have to worry about skipping pixels later  
47.  for ( j = 0; j < h; j++)   
48.  {  
49.   for ( i = 0; i < w; i++)   
50.   {  
51.    Imnew(j,i)=Im(j/2, i/2);  
52.   }  
53.  }  
54.  /* 
55.  A B C 
56.  E F G 
57.  H I J 
58.  pixels A C H J are pixels from original image 
59.  pixels B E G I F are interpolated pixels 
60.  */  
61.  // interpolate pixels B and I  
62.  for ( j = 0; j < h; j += 2)  
63.   for ( i = 1; i < w - 1; i += 2)  
64.    Imnew(j,i)=0.5*(Im(j/2, i/2)+Im(j/2, i/2+1));  
65.   // interpolate pixels E and G  
66.   for ( j = 1; j < h - 1; j += 2)  
67.    for ( i = 0; i < w; i += 2)  
68.     Imnew(j,i)=0.5*(Im(j/2, i/2)+Im(j/2+1, i/2));  
69.    // interpolate pixel F  
70.    for ( j = 1; j < h - 1; j += 2)  
71.     for ( i = 1; i < w - 1; i += 2)  
72.      Imnew(j,i)=0.25*(Im(j/2, i/2)+Im(j/2+1, i/2)+Im(j/2, i/2+1)+Im(j/2+1, i/2+1));  
73.     return imnew;  
74. }  
75.   
76. //双线性插值，返回像素间的灰度值  
77. float getPixelBI(CvMat * im, float col, float row)   
78. {  
79.  int irow, icol;  
80.  float rfrac, cfrac;  
81.  float row1 = 0, row2 = 0;  
82.  int width=im->cols;  
83.  int height=im->rows;  
84. #define ImMat(ROW,COL) ((float *)(im->data.fl + im->step/sizeof(float) *(ROW)))[(COL)]  
85.    
86.  irow = (int) row;  
87.  icol = (int) col;  
88.    
89.  if (irow < 0 || irow >= height  
90.   || icol < 0 || icol >= width)  
91.   return 0;  
92.  if (row > height - 1)  
93.   row = height - 1;  
94.  if (col > width - 1)  
95.   col = width - 1;  
96.  rfrac = 1.0 - (row - (float) irow);  
97.  cfrac = 1.0 - (col - (float) icol);  
98.  if (cfrac < 1)   
99.  {  
100.   row1 = cfrac * ImMat(irow,icol) + (1.0 - cfrac) * ImMat(irow,icol+1);  
101.  }   
102.  else   
103.  {  
104.   row1 = ImMat(irow,icol);  
105.  }  
106.  if (rfrac < 1)   
107.  {  
108.   if (cfrac < 1)   
109.   {  
110.    row2 = cfrac * ImMat(irow+1,icol) + (1.0 - cfrac) * ImMat(irow+1,icol+1);  
111.   } else   
112.   {  
113.    row2 = ImMat(irow+1,icol);  
114.   }  
115.  }  
116.  return rfrac * row1 + (1.0 - rfrac) * row2;  
117. }  
118.   
119. //矩阵归一化  
120. void normalizeMat(CvMat* mat)   
121. {  
122. #define Mat(ROW,COL) ((float *)(mat->data.fl + mat->step/sizeof(float) *(ROW)))[(COL)]  
123.  float sum = 0;  
124.    
125.  for (unsigned int j = 0; j < mat->rows; j++)   
126.   for (unsigned int i = 0; i < mat->cols; i++)   
127.    sum += Mat(j,i);  
128.   for ( j = 0; j < mat->rows; j++)   
129.    for (unsigned int i = 0; i < mat->rows; i++)   
130.     Mat(j,i) /= sum;  
131. }  
132.   
133. //向量归一化  
134. void normalizeVec(float* vec, int dim)   
135. {  
136.     unsigned int i;  
137.  float sum = 0;  
138.  for ( i = 0; i < dim; i++)  
139.   sum += vec[i];  
140.  for ( i = 0; i < dim; i++)  
141.   vec[i] /= sum;  
142. }  
143.   
144. //得到向量的欧式长度，2-范数  
145. float GetVecNorm( float* vec, int dim )  
146. {  
147.  float sum=0.0;  
148.  for (unsigned int i=0;i<dim;i++)  
149.   sum+=vec[i]*vec[i];  
150.     return sqrt(sum);  
151. }  
152.   
153. //产生1D高斯核  
154. float* GaussianKernel1D(float sigma, int dim)   
155. {  
156.    
157.  unsigned int i;  
158.  //printf("GaussianKernel1D(): Creating 1x%d vector for sigma=%.3f gaussian kernel/n", dim, sigma);  
159.    
160.  float *kern=(float*)malloc( dim*sizeof(float) );  
161.  float s2 = sigma * sigma;  
162.  int c = dim / 2;  
163.  float m= 1.0/(sqrt(2.0 * CV_PI) * sigma);  
164.     double v;   
165.  for ( i = 0; i < (dim + 1) / 2; i++)   
166.  {  
167.   v = m * exp(-(1.0*i*i)/(2.0 * s2)) ;  
168.   kern[c+i] = v;  
169.   kern[c-i] = v;  
170.  }  
171.  //   normalizeVec(kern, dim);  
172.  // for ( i = 0; i < dim; i++)  
173.  //  printf("%f  ", kern[i]);  
174.  //  printf("/n");  
175.  return kern;  
176. }